基于大坝监测的无线传感器网络结构的设计

针对大坝安全监测的特点,充分利用多跳和分簇的优势,在对几种典型无线传感器网络进行比较的基础上,提出了一种应用于大坝监测的无线传感器网络结构。功耗、可靠性等性能分析论证了其可行性。

提高无线传感器网络能效的双轮成簇协议设计

提出一种用于提高无线传感器网络能效的双轮成簇协议(energy efficient double rounds clustering protocol,简称EEDRCP).它对LEACH协议进行改进,以提高网络的能效.它在簇头选取算法中引入剩余能量参数,并且结合平面拓扑、层次拓扑和基于位置拓扑的优点形成混合型拓扑类型,同时改单轮成簇为双轮成簇.最后,在Matlab平台上模拟EEDRCP,并与LEACH和DIRECT协议进行分析比较.仿真结果表明,与LEACH协议相比,EEDRCP协议可提高网络能效达33%～82%.

应用IPSO的无线传感器网络分簇路由算法

在基于分簇的无线传感器网络中,网络是通过附近传感器节点在转发信息到目的节点前进行冗余数据的融合实现节能,从而延长了网络的生命周期。但现存的算法在选择簇首节点的过程中由于忽略了邻居节点的状态信息,容易导致簇内节点过早出现盲节点的现象。进化类算法已经成功应用于许多方面,微粒群算法就是其中之一。提出了一种基于改进型微粒群算法的无线传感器网络分簇路由算法来优化分簇过程。簇首节点的选取综合考虑候选节点和邻居节点的状态信息。仿真结果表明算法的性能得到了较好的改善,并延长了网络的生命周期。

基于HEB无线传感器网络分簇路由算法的研究

针对低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH)存在网络节点能耗不均、簇头节点数据传输不合理等问题,在基于对LEACH算法优化的思想上,提出了一种异构能量均衡路由算法(HEB).该算法通过引入阈值因子、剩余能量因子、节点密度因子和最短数据传输模型,优化了簇头选举机制和簇头节点之间的数据传输,使簇头的选择与建立、数据传输稳定更合理.仿真结果表明:与LEACH、DEEC以及SEP路由算法相比,HEB路由算法使整个网络能耗更加均衡,数据传输稳定、扩大了有效数据的传输量,延长了整个网络的寿命.

基于信任贴近度的无线传感器网络信誉模型

信誉评估模型作为传统密钥安全机制的有效补充,对无线传感器网络的可靠运行和安全保障具有重要意义。文中提出了一种基于信任贴近度的无线传感器网络信誉模型RMSMTV。本模型建立在簇型网络拓扑结构上,利用模糊贴近度理论衡量邻居节点推荐的信任值的可信度,并运用矩阵论方法实现了信任值整合过程中自适应分配权重,最终得到了节点综合信任值。考虑到无线传感器网络节点能量有限的特性,还对簇头节点轮换策略进行了讨论。最后通过实验验证了RMSMTV具有良好的容错性和鲁棒性,能实时、准确地发现恶意节点的攻击,有效提高了无线传感器网络的安全性。

基于作用力模型的传感器网络簇型协议

现有的无线传感器网络簇型算法忽视了簇头和簇成员之间的通信代价不均衡和"孤立簇头"等问题。提出了一种基于作用力模型的移动簇型协议,该协议在簇头选举时兼顾节点剩余能量和节点密度;在簇头选举后,该协议使簇头节点根据基于簇成员剩余能量和距离的作用力模型自适应移动,以均衡簇头和簇成员之间的通信代价。另外,为了实现簇头节点之间的全连通,提出了中继节点选举算法。实验结果显示:该协议能够有效地均衡网络能耗,进一步提高网络稳定性。

基于簇型无线传感器网络的时间同步算法研究

文章提出一种基于簇型网络时间同步的改进算法(CITPSN)。该算法建立在分簇算法的基础上,通过簇间同步和簇内同步完成全网同步。在簇间同步阶段,采用双向消息交换的同步机制完成各簇头间的同步。在簇内同步阶段,采用改进的双向消息交换同步机制,完成簇头与簇内节点的同步。最后,通过仿真实验证明CITPSN算法相对于经典双向消息交换TPSN算法在同步精度与能量节省上均存在优势。

无线传感器网络LEACH协议的改进

延长传感器网络的生存周期,降低传感器节点的能耗成为无线传感器网络(WSN)研究的重点。基于LEACH协议中簇头生成算法提出了改进、调整节点竞选簇头的阀值函数,并在非簇头节点选择适合自己的最优簇头时综合考虑了候选簇头节点的剩余能量以及距基站的距离等因素,给出了新的成簇机制的适合因子的计算公式。仿真结果表明,新型簇首选择机制能够有效平衡节点的能耗分布,延长节点与网络的寿命。

低能耗无线传感器网络路由协议研究

针对LEACH协议生成非均匀的簇造成能量损耗的问题,以降低能量损耗为研究目的,结合PEGASIS协议的特点,从选择簇首节点、形成簇、簇间路由等方面对LEACH协议进行了改进。经过理论分析和仿真实验,对该协议的性能进行测试,并使用对比的方法,与LEACH协议进行比较。仿真实验结果表明,该路由协议的设计使各节点较均衡地消耗能量,节点生存时间更长,延长了整个无线传感器网络的生命周期。

基于LEACH的无线传感器网络节能算法

为了最大限度地延长无线传感器网络的生命周期,结合已有的研究,提出了一种基于LEACH的节能算法。所有节点分为固定的聚类,聚类内节点自动轮换担任聚类首领;同时尽可能少地进行控制信号传输,以减少网络通信流量。仿真实验结果证明,该算法在延长网络生命周期方面要优于基于LEACH的固定聚类算法。

无线传感器网络LEACH路由协议的研究与改进

LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)是一种经典的WSN分层路由协议,它采取自适应分簇算法,一定程度上延长了网络生存期。然而LEACH路由协议的簇头随机产生,没有考虑节点的剩余能量,未达到簇头最优。LEACH簇头与基站直接通信,如果两者距离较远,则会带来较大的能量损耗。结合LEACH及LEACH现有的一些改进算法,提出了一种新的路由协议(Advance-Leach)。它综合考虑了节点的剩余能量和簇首节点数目,簇头和基站之间采用单跳和多跳结合策略,有效地降低了能耗,保证了网络负载的平衡。仿真结果表明:该协议的能耗、数据成功接收率等性能得到了有效提高,延长了节点和网络的生命周期。

基于最优时钟偏差的无线传感器网络同步算法

针对无线传感器网络固有的时钟偏移和时钟漂移问题,研究了不同的时间同步方法对同步精度的影响。以簇形网络结构时钟同步原理为依据提出最优时钟偏差算法,应用卡尔曼滤波方法,以最优化递归方式对成员节点的时钟偏差进行最小调整。与一般簇形同步算法进行比较发现,该算法不仅可以提高同步精度,还可以减少节点能耗。仿真结果也表明,该算法能准确地描述同步精度问题,是一种有效的时钟同步算法。

一种基于时间期望的无线传感器网络路由协议

提出一种时间期望最短的路由协议,该协议基于树簇型体系结构,把数据从源节点到汇聚节点的时间期望作为关键因素来选择最佳路由,同时协议的运行流程图也一并给出。协议在TinyOS-2.x平台上实现,通过与TinyOS的CTP协议的对比实验表明新的协议具有一定可靠性并且在数据时延上表现出较大的优势。

基于Wireless USB的无线传感器网络节点设计

在研究2.4G技术的基础上,分析了Wireless USB技术应用于无线传感器网络领域的技术优势,并以此为平台,以通用MCU为处理器,基于软件无线电理念分别设计制作了传感节点和Sink节点。软件设计依托认知无线电技术组建分簇型结构网络,并在安全机制、抗干扰机制和低功耗方面作了深入研究,经调试系统达到了设计指标。

基于能量均衡的无线传感器网络算法的改进

分层路由算法是延长无线传感器网络寿命的一个重要方法。然而现有的分簇算法大都存在着负载能量不均衡的问题。本文主要针对经典分簇算法LEACH,对其基本思想、分簇机制和簇的通信方式等作了分析,同时对其负载能量不均衡的问题作出改进,并用MATLAB进行仿真分析。仿真后的结果表明,改进后的算法能够均衡节点的能耗,使分簇更加合理,有效延长了网络的生命周期。

低能耗的无线传感网络分层聚类与节点管理机制

为降低无线传感器网络的能耗,提出一种分层聚类与节点管理机制。依据距离汇聚节点的远近以及节点数量的多少对网络进行分层,使各分层中传感器节点数量基本一致;改进LEACH协议的门限函数,在各网络分层独立建立节点簇;依据分层网络中簇头节点的位置和节点的剩余能量,选择每个分层的中心节点;在此基础上,由分层中心节点管理各分层节点,强制能量较低的节点休眠,管理簇头节点的更新;采用LEACH协议进行数据传输。实验结果表明,该机制有效降低了网络能耗,延长了网络生存时间。

基于自组织神经网络的分簇成链协议

针对无线传感器网络的能量损耗问题,提出一种基于自组织神经网络的分簇成链路由协议RBCSC。该协议借鉴经典低功耗自适应集簇分层型(LEACH)协议的算法,采用自组织神经网络进行分簇,并运用贪婪算法成链。仿真实验结果表明,与LEACH协议相比,RBCSC协议可减少网络节点能耗,延长网络生存周期。

基于节点负载均衡的分布式光伏发电无线安全监控网络研究

为解决分布式光伏发电并网容易对电网产生扰动的问题,引入针对分布式光伏发电无线监控网络,延长网络生命周期,对传统的LEACH协议进行改进,提出LEACH-NEW协议。LEACH-NEW协议将整个无线监控网络划分为等面积的若干个环形区域,依据传感器节点剩余能量在各个子区域内以不同概率选取簇头,使距离基站越近的簇包含更多的簇头,避免热区簇头因转发任务而过早失效。同时采用多跳路径完成数据传输,避免基站远处的簇头因一跳通信而过早失效。NS2的仿真结果表明:LEACH-NEW协议有效地均衡了网络能耗,延长了网络生命周期,使无线监控网络可提供更为可靠的监控,运行更加稳定,网络能耗也更加均衡,且当基站距离监测区域越远,LEACH-NEW协议的优越性越显著。

一种通过剩余能量过滤进行簇头选举的低能耗无线路由算法

基于LEACH协议提出一种改进的无线传感器网络的自组织路由算法。该算法在原LEACH协议的簇头产生环节做了较大改进,在簇头产生过程中,将当前节点剩余能量与全无线传感器网络节点平均剩余能量进行比较,防止剩余能量小于全网平均剩余能量的节点当选簇头,进一步优化了全网络节点能量消耗的均衡性,有效推迟了节点的死亡时间。通过在簇头选举阶段使用有目的性的筛选取代LEACH的随机选取,实现降低无线传感器网络能耗、延长网络生命周期的目的。通过MATLAB仿真软件进行试验测试,结果表明,改进的算法可以提高无线网络的生命周期,均衡无线网络能量消耗,增加网络吞吐量,有效延迟无线网络节点的死亡时间。

基于桥梁结构健康监测的无线传感系统自愈性研究

目前,对于大型桥梁结构健康监测的无线传感系统的应用研究正处于探索阶段,本文根据大型桥梁结构健康监测的需要,提出一种基于多跳的簇型无线传感器网络架构,以支持长距离、多测量点的大型桥梁结构健康监测。论文在介绍该系统的软硬件构架的基础上,重点阐述以备用中继节点方式实现网络自愈功能,使系统具有一定的自我修复功能,以提高系统的稳定性。